人马座

这幅插图生动描绘了关于银河系中心超大质量黑洞——人马座A*（简称Sgr A*）的最新研究成果。据我们最新的新闻稿报道，Sgr A*的旋转速度之快，以至于它显著扭曲了周围的时空结构，使得其形态更接近于一个美式橄榄球。

这项研究是由NASA的钱德拉X射线天文台和NSF的Karl G. Jansky甚大阵列（VLA）联合完成的。研究团队采用了一种创新方法，结合了X射线和无线电数据，通过分析物质如何流入和流出黑洞，精确测定了Sgr A的旋转速度。他们发现，Sgr A的旋转角速度达到了最大可能值的约60%，而其角动量则接近最大可能值的90%。

黑洞的两个核心属性——质量和旋转速度，对于科学家理解黑洞及其行为至关重要。过去，天文学家对Sgr A*的旋转速度有多种不同的估计，从完全不旋转到接近最大速度旋转不一而足。

这项新研究揭示了Sgr A实际上正在以惊人的速度旋转，这种旋转效应导致黑洞周围的时空被极度压缩。插图中展示了Sgr A的横截面，以及围绕其旋转的物质盘。中心的黑色球体代表了黑洞的事件视界，这是一个任何物质（包括光线）都无法逃脱的边界。

当从侧面观察这个旋转的黑洞时，其周围的时空形状类似于一个美式足球。这种形状是由于黑洞的高速旋转造成的，旋转速度越快，足球形状就越扁平。

人马座钱德拉X射线Sgr A

插图中的黄橙色物质代表了围绕Sgr A*旋转的气体。一旦这些气体被吸入美式足球形状的内部区域，它们将不可避免地落向黑洞，穿过事件视界。因此，在足球形状内部但事件视界外部的区域被描绘为一个空腔。此外，插图中的蓝色斑点揭示了从黑洞两极喷射出的喷流现象。

值得注意的是，黑洞的自旋可以作为一种重要的能量来源。旋转的超大质量黑洞在提取自旋能量时会产生准直的流出物，如喷流。然而，由于Sgr A周围的燃料有限，这个黑洞在过去的几千年里一直相对安静，喷流也相对较弱。然而，这项新研究表明，如果Sgr A周围的物质数量增加，这种情况可能会发生改变。

为了精确测定Sgr A*的自旋速度，研究团队采用了一种基于经验的技术，称为“流出法”。这种方法详细描述了黑洞的自旋与其质量之间的关系、黑洞附近物质的特性以及流出物的属性。准直的流出物产生无线电波，而黑洞周围的气体盘则负责发射X射线。通过将钱德拉和VLA的数据与其他望远镜对黑洞质量的独立估计相结合，以限制黑洞的旋转速度。